1 IP地址的表示
（1）IPv4地址
—地址长度为32位，通常采用点分四组（点分十进制）表示法，如165.195.130.107。
—每个用点分隔的十进制数的范围为[0，255]。
（2）IPv6地址
—地址长度为128位，传统表示方法是采用称为块或字段的四个十六进制数，并且用冒号分隔这些块和字段。
—IPv6地址简化表示：
· 一个块中前导的0必须压缩。例如，2001:0db8::0022变成2001:db8::22。
· 全零的块可以省略，并用符号::代替；而且一个IPv6地址中符号::只能使用一次，::只能用于影响最大的地方（压缩最多的零），如果多个块中包含等长度大的零，顺序靠前的块被替换为::。例如，2001:0db8:0:0:0:0:0:2可简写为2001:db8::2。
· a到f的十六进制数字应该用小写表示。
· IPv4映射的IPv6地址：在IPv6格式中嵌入IPv4地址可使用混合符号形式，紧接着IPv4部分的地址块的值为ffff，地址的其余部分使用点分四组格式。例如，IPv6地址::ffff:10.0.0.1可表示IPv4地址10.0.0.1。
· IPv4兼容的IPv6地址：IPv6地址的低32位通常采用点分四组表示法。例如，IPv6地址::0102:f001相当于地址::1.2.240.1。
—在某些情况下，IPv6地址中的冒号分隔符可能与其他分隔符混淆，在这种情况下，可以用括号字符包围IPv6地址。例如在表示一个包含地址的URL时，IP地址和端口号之间使用的冒号可能产生混淆。
2 IP地址结构
（1）IP地址分类
—IPv4地址空间的最初分类为：
· A类：首位以“0”开头，第1-8位为网络标识，后24位为主机标识，地址范围为0.0.0.0-127.0.0.0；
· B类：前两位为“10”，第1-16位为网络标识，后16位为主机标识，地址范围为128.0.0.0-191.255.0.0；
· C类：前三位为“110”，第1-24位为网络标识，后8位为主机标识，地址范围为192.0.0.0-223.255.255.0；
· D类：前四位为“1110”，第1-32位为网络标识，无主机标识，地址范围为224.0.0.0-239.255.255.255，常用于多播（组播）；
· E类：一直未使用；
—注意：在分配IP地址时，主机标识不可以全为0或全为1，全为0用于表示对应的网络地址或IP地址不可获知，全为1的主机地址通常用做广播地址。
—分类问题：A类和B类网络号通常浪费太多主机号，而C类网络号提供的主机号数量太少。
（2）子网寻址、子网掩码
—通过子网寻址，一个站点被分配一个A类、B类或C类的网络号，保留一些剩余主机号进一步用于站点内分配，该站点可能将基础地址中的主机部分进一步划分为一个子网号和一个主机号。
—子网寻址提供额外灵活性的代价是增加成本。
—子网掩码是由一台主机或路由器使用的分配位，以确定如何从一台主机对应IP地址中获得网络和子网信息。
—子网掩码长度与IP地址长度相同。
—子网掩码通常在一台主机或路由器中以IP地址相同的方式配置，既可以是静态的（通常是路由器），也可以是动态的（例如DHCP）。
—子网掩码纯粹是站点内部的局部问题，Internet路由系统其余部分不需要子网掩码的知识，因为站点之外的路由器做出路由决策只基于地址的网络号部分。
—可变长度子网掩码（VLSM）：在同一站点的不同部分，可将不同长度的子网掩码应用于相同网络号。
（3）广播地址
—子网广播地址（定向广播）：在IPv4地址中，将网络/子网部分设置为合适值，主机部分的所有位设置为1的地址。
—本地网络广播（有限广播）：255.255.255.255。不会被路由器转发。
—IPv6没有任何广播地址，广播地址可用于IPv4中，而IPv6中仅使用组播（多播）地址。
（4）IPv6地址和接口标识符
—在IPv6中，大部分节点通常在同一网络接口上使用多个地址。
—链路本地IPv6地址（和一些全球性IPv6地址）使用接口标识符（IID）作为一个单播IPv6地址的分配基础。除了地址是以二进制000开始之外，IID在所有情况下都作为一个IPv6地址的低序位，这样它们必须在同一网络中有唯一前缀。
—IID长度通常是64位，并由一个网络接口相关的链路层MAC地址形成（该地址使用EUI-64格式），或者由其他进程随机提供的值形成（以提供可防范地址跟踪的某种程度的隐私保护）。
—EUI表示扩展唯一标识符。由一个24位的组织唯一标识符（OUI）+组织分配的40位扩展标识符组成。OUI的第一个字节的低两位分别是u位和g位，当u位被设置时，表示该地址是本地管理；当g位被设置时，表示该地址是一组或组播类型的地址。
—接口标识符（IID）可通过将EUI-64的u位取反获得。
3 CIDR和聚合
（1）CIDR
—通过使用CIDR(无类别域间路由），不只是B类或C类网络号可分配给站点，未经过预定义的任何地址范围可作为一个类的一部分，但需要使用一个类似于子网掩码的掩码，该掩码也称为CIDR掩码。
—CIDR掩码不再局限于一个站点，而对全球性路由系统都是可见的。
—网络前缀：网络号+掩码。
（2）聚合
—目的：在维护Internet中到所有目的地的最短路径的同时，又能显著减少路由表条目数。
—解决思路：采用分层路由思想以一种特定方式减少Internet路由条目数。
—方式：路由聚合：将相邻的多个IP前缀合并成一个短前缀。
4 IPv4/IPv6地址转换
—使用一种特殊地址格式，称为嵌入IPv4的IPv6地址。可采用6种格式之一来编码，IPv6长度必须是下列数值之一：32、40、48、56、64或96。如下图所示：
—注1：前缀既可以是一个众所周知的前缀，如64:ff9b::/96，也可以是组织为转换器分配的唯一前缀。
—注2：第64至71位必须设置为0。
—注3：后缀的位被保留，并且应设置为0。
5 组播地址
—一个IP组播地址标识一组主机接口。
—一般来说，一个组可以跨越整个Internet，一个组所覆盖的网络部分称为组的范围，常见范围包括：
· 节点本地：只用于同一计算机中通信。
· 链路本地：只用于同一网络链路或IPv6前缀中的节点。
· 站点本地：适用于一些站点，只在组播寻址时有效。
· 全球性：Internet范围。
· 管理：可用于一个网络区域内已手动配置到路由器的地址，只在组播寻址时有效。